[发明专利]一种煤岩巷相似模拟实验台及其装配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤岩巷模拟实验台，尤其涉及的是一种煤岩巷相似模拟实验台及其装配方法。

背景技术

矿山井下煤岩巷的稳定性是安全生产的重要保证，其初期建设费用和后期维护费用占据煤矿生产成本很大比重，也事关煤矿盈利与否的重要标志，其重要性就不言而喻。随着煤矿进入深部开采，软岩流变特性显现、复杂构造应力等天然复杂条件，以及为满足煤矿整体生产的需要，经常需要在硐室群、上山硐室、交叉巷道、过断层等特殊条件下维护巷道稳定性，从而导致大变形甚至是顶板冒落在绝大数深部矿井时有发生，煤岩巷的稳定性维护变得越来越困难；现实中又无法在理论上说清楚深部巷道大变形破坏机理，只能借助相似模拟进行研究，以期深入认识巷道大变形机理，寻找到可行的控制技术。

而目前煤岩巷相似模拟实验装置主要存在以下不足：无法模拟不同巷道倾角；无法方便拆卸、组装实验台；无法兼顾模拟平面和立体实验模型；因此，需要对上述煤岩巷相似模拟实验台进行改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种煤岩巷相似模拟实验台及其装配方法，适用于测试不同倾角、岩性条件下的煤岩巷道的稳定性。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种煤岩巷相似模拟实验台，包括底座、反力加载装置和旋转装置，模拟岩层置于所述反力加载装置的加载挡板间，所述反力加载装置通过所述旋转装置固定于底座上，且所述旋转装置带动所述反力加载装置在所述底座上旋转。

作为上述方案的进一步优化，所述反力加载装置包括至少两个平面反力加载装置和前、后挡板墙；

所述平面反力加载装置包括上、下、左、右挡板、顶梁、底梁、左立柱、右立柱、多个法兰盘和多个加载千斤顶，所述顶梁、底梁、左立柱、右立柱通过高强螺栓铰接成一体，且所述上、下、左、右挡板的外侧面上均固定至少两个加载千斤顶，所述加载千斤顶的两端均设有法兰盘，所述上、下、左、右挡板上的加载千斤顶另一端对应固定于所述顶梁、底梁、左立柱和右立柱上。

作为上述方案的进一步优化，所述底座为梯形底座，包括梯台、设于梯台右边的右底座和设于梯台左边的左底座，且所述梯台的高度高于所述右底座和所述左底座的高度。

作为上述方案的进一步优化，所述右底座为一凹槽。

作为上述方案的进一步优化，所述旋转装置包括左旋转装置和右旋转装置，所述右旋转装置一端固定于右底座上，一端固定于反力加载装置的下底面的右段上；所述左旋转装置的一端固定于所述梯台上，一端固定于反力加载装置的下底面的中段；

所述左、右旋转装置包括可旋转连接支座和支撑千斤顶，所述支撑千斤顶顶的两端分别设有一个所述可旋转连接支座。

模拟岩层设于所述反力加载装置的内部，通过控制加载千斤顶控制模拟岩层在所述反力加载装置的内部的不同承载力，通过支撑千斤顶控制所述左、右旋转装置支撑所述反力加载装置并带动所述反力加载装置旋转。

作为上述方案的进一步优化，所述反力加载装置包括两个平面反力加载装置，两个所述平面反力加载装置平行且前后侧面上对应设有前、后挡板墙固定。

作为上述方案的进一步优化，所述上、下、左、右挡板的外侧面上均设有三个加载千斤顶，所述上、下、左、右挡板上的三个加载千斤顶的另一端分别对应固定于所述顶梁、底梁、左立柱和右立柱上。

一种煤岩巷相似模拟实验台的装配方法，包括如下步骤：

(1)将顶梁、底梁、左立柱、右立柱通过高强螺栓铰接成一体；将加载千斤顶的两端上安装法兰盘；并将安装法兰盘后的加载千斤顶一端安装上、下、左、右挡板的外侧面上；并将安装法兰盘后的加载千斤顶的另一端对应安装于顶梁、底梁、左立柱、右立柱的内侧面上，装配成平面反力加载装置；

(2)将至少两个步骤(1)装配好的平面反力加载装置平行定位，并在前后侧面上固定安装前、后挡板墙，组装成反力加载装置，并将模拟岩层置于反力加载装置的上、下、左、右挡板中；

(3)将支撑千斤顶的两端均连接可旋转连接支座，组装左旋转装置和右旋转装置，并将反力加载装置的底面中段通过左旋转装置固定于梯台上，并将反力加载装置的底面的右端通过右旋转装置固定于右底座上,装配成一种煤岩巷相似模拟实验台。

与已有技术相比，本发明的一种煤岩巷相似模拟实验台的有益效果体现在：